《高频电子线路》课程设计说明书--调频无线话筒.doc

调频无线话筒 1 概述 通信的主要任务就是传输消息，最早的无线通信出现在工业化时期，随着无线电通信技术迅速发展，各种无线电通信设备广泛应用于人们生产、生活等各个领域。 1.1无线话筒准用的频段 无线电波可以在空间自由传播，不受用途和地域限制，因此造成各种无线电设备的频率交叉重叠。如果不加以规定和约束，不可避免地会产生相互干扰，影响正常的通信。为此，世界上无线频率管理部门对无线电频率的使用范围作了统一规定，使它们之间的相互影响降到最低。无线话筒使用频率为88MHZ-108MHZ。 1.2各频段无线电波的传播特性 自由空间电磁波的传播衰减包括距离衰减（衰减量与距离的平方成正比）、传播媒体的吸收（空气、人体和墙体等）和金属结构物的反射。频率越高，传播媒体的吸收越大，金属物体的反射越强（即阻止电磁波传播的能力越强）。 金属物体对电磁波都有反射作用。阻挡电磁波传播的能力与电磁波的波长和金属物体的大小有关。电磁波的波长小于金属物体的尺寸时，会被全部反射，传播受阻。或者说，频率越高，金属物体对电磁波的反射越强。相反，如果电磁波的波长大于金属物体的尺寸时，部分电磁波会绕过金属障碍物继续传播（电磁波的绕射特性）。 电磁波对金属网格（或金属孔板）有穿透能力。电磁波的波长小于金属网格孔的直径时，则会被通过。也就是说，波长越短，通过金属网格的穿透能力越强。 非金属物体（人体、墙壁等）对电磁波的吸收作用，电磁波的频率越高，非金属物体对它的吸收越大，电磁波的传播衰减也越大。 无线电通信系统的基本组成框图： 图1.1 无线电通信系统框图 1.3 无线话筒 无线话筒是一个简单的发送设备，由输入换能器和发射机构成。输入换能器将待发送的信息变换为基带信号，如果信息表现为声音，那么换能器便是将声音变换为电信号的话筒。发射机将基带信号变换成其频带适合在信道中传播的信号，并送入信道。这种变换称为调制。用来对载波进行调制的基带信号称为调制信号。发射机将已调信号放大并变换为足够强度的高频电振荡。发射天线则将高频电振荡变换为电磁波向外辐射。 2 仿真软件简介与应用 NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim 是一个完整的集成化设计环境。它拥有直观的图形界面、强大的仿真能力、丰富的测试仪器 、完备的分析手段、独特的射频(RF)模块、 强大的MCU模块、完善的后处理、详细的报告、兼容性好的信息转换。 在这里运用Multisim仿真，对电路进行电压电流及波形分析。以检测电路的可行性和工作效果。 3 设计原理与方案 3.1调频无线话筒构造 无线话筒的基本电路包括几个部分：低频小信号放大电路、振荡器、缓冲器、功放电路和发射天线。构造图如下： 图3.1 无线话筒基本构框图 3.2 基本构造原理 低频小信号放大器是将信号源输入的信号进行初步不是真略微放大，没有对原始信号进行其他改变便传输给下一级电路。 调频振荡器的电路形式主要有晶体振荡器直接调频，电抗管调频、变容二极管调频。晶体振荡器直接调频电路的优点是提高了振荡器中心频率的稳定性；电抗管调频电路与变容二极管调频电路相比，要复杂一些。 缓冲级通常采用射极跟随器电路。在调频电路和高频放大电路中间加一个缓冲器以减少两级信号之间的相互干扰 ，增强电路的抗干扰能力。 高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。在对放大器选择性要求不高的场合，可以选用单调谐放大器。为提高放大器的电压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类高频功率放大器。 3.3 方案分析与确定 3.3.1 方案一 电路由两个三极管和电阻、电感、电容组成。此电路可以产生高频载波并进行调制发射。其中的LC谐振回路具有选频作用，两个三极管的集电极与基极互相交叉连接，整体组成高频振荡器。信号通过电容耦合到VT1集电极(也就是VT2基极)，对高频振荡信号进行频率调制，调制后的调频信号又通过电容耦合至天线辐射出去。发射频率取决于LC谐振回路谐振频率。 电路图如下： 图3.2 方案一电路图 此方案电路比较简单，在电路搭接的过程中发现他的抗干扰能力差，特别是有人靠近的时候，漂频现象比较严重。 3.3.2方案二 电路有两个部分：高频振荡器和高频放大器。以T1为主的左边电路构成了高频振荡器。振荡器的振荡频率受L、C4、C5、T1的结电容影响。